王菊明

（身份證號：320422196701053319）

試述低溫微生物及其在環(huán)境工程的應(yīng)用

王菊明

（身份證號：320422196701053319）

本文簡單的介紹了低溫微生物的相關(guān)知識，對低溫微生物的制冷機(jī)制進(jìn)行了簡單的敘述。最后，本文介紹了低溫微生物在環(huán)境工程中的作用，并對其發(fā)展方向進(jìn)行了猜想。

低溫微生物；環(huán)境工程；應(yīng)用

引言

在地球中，存在著很多的低溫環(huán)境，例如占據(jù)地球表面14%的兩極地域或者高山、冰川等環(huán)境。在這種環(huán)境之中，生存著一類微生物，這便是低溫微生物。根據(jù)研究后發(fā)現(xiàn)，低溫微生物可分為兩大類，一類是必須要生活在低溫條件之中，且可承受的最高溫度在20℃以下.且最為適宜的生長溫度在15℃～0℃中的微生物被稱為嗜冷菌，而在0～5℃中繁衍生長的微生物則被稱為耐冷菌。這些低溫微生物的生命活動對于大自然而言是不可缺少的存在，其起到了物質(zhì)循環(huán)與轉(zhuǎn)化的作用，而利用這些特性，低溫微生物對于環(huán)境工程有著無法替代的作用。

1 低溫微生物的適冷機(jī)制

因低溫微生物的生活環(huán)境較為寒冷，導(dǎo)致了低溫微生物自我進(jìn)化出了一系列的適冷機(jī)制，主要的機(jī)制有三種，一是為微生物自身擁有冷休克蛋白，這能夠保證它們能夠很快的適應(yīng)寒冷的環(huán)境；第二種是其擁有特殊的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠幫助其保持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的完整性，最后便是低溫微生物的膜脂是能夠改變的，幫助其適應(yīng)溫度的變化等等。

2 低溫微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用

2.1 對生活污水的生物處理

寒冷地區(qū)的冬季氣溫非常低，低溫生活污水的生物都無法進(jìn)行工作，這是因為過于寒冷的溫度導(dǎo)致其失去了代謝外源物質(zhì)的能力。而耐冷菌此時便會對凈化污水的有機(jī)物這個方面中產(chǎn)生巨大的作用。但因耐冷菌因自身問題無法在這個過程中進(jìn)行繁衍，為解決這項問題，最好的辦法便是對污水進(jìn)行人工投放耐冷菌，以達(dá)到改變冬季污水無法進(jìn)行進(jìn)化的現(xiàn)狀。根據(jù)結(jié)果顯示，在冬季使用此方法對污水進(jìn)行凈化，其凈化程度由原先的35%提高到了89%，這為寒冷地區(qū)冬季的生活污水處理提供了新的思路。

2.2 對污水中氮和磷的去除

因污水之中含有著較多的氮和磷，這是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的重要環(huán)節(jié)之一。氮和磷一般使用生物法對其進(jìn)行處理，但因環(huán)境溫度太低，導(dǎo)致微生物無法正常的工作，導(dǎo)致了污水之中的分解工作無法順利看展。當(dāng)前，以有人從兩極的微生物群中提取出了耐冷絲狀藍(lán)細(xì)菌，這種細(xì)菌能夠很好的在低溫環(huán)境下去除了污水之中的氮和磷。

2.3 對石油烴類的降解

耐冷菌在低溫的環(huán)境下對土壤、水域與海洋系統(tǒng)等生物起到了一定的修復(fù)作用。而石油烴類的污染物之中有著較多不溶于水的物質(zhì)，甚至?xí)⒌蜏氐沫h(huán)境下呈現(xiàn)出固體狀，這進(jìn)一步阻礙了低溫微生物在這一方面的作用，而正常微生物更加難以發(fā)揮他的作用。

2.4 對氯酚類物質(zhì)的降解

氯酚和五氯酚常被用于木材的防腐工作之中，但它們導(dǎo)致了許多的地表與地表下水遭受到了非常嚴(yán)重的污染，除此之外，氯酚也是使用生物或化學(xué)降解農(nóng)藥的主要生成的反應(yīng)物。在分解這兩樣物質(zhì)時，大多數(shù)都是在20～30℃中進(jìn)行的，但是，地表水與地下水的溫度要低于通常作業(yè)溫度。為解決這項問題，相關(guān)人員做了大量的實驗，結(jié)果證實，使用低溫微生物對其進(jìn)行凈化，能夠非常有效的去除氯酚類物質(zhì)，但所花費的費用卻是通常情況下的2.5倍。

2.5 對芳香烴類的降解

芳香烴類化合物是苯或其相關(guān)的衍生物，這種類型的物質(zhì)通常難以分解，特別是那些普遍存在于環(huán)境之中的多環(huán)芳香烴類化合物。但是，有很多的資料表明，這種類型的化合物能夠被微生物所分解，而Churchill、Kotturi等科學(xué)家對其都有證實。

2.6 對脂肪類物質(zhì)的降解

低溫微生物最早是因?qū)κ称愤M(jìn)行低溫保鮮時，卻出現(xiàn)食品腐敗，從而引起他人注意，人們將冷藏室中能夠分離出了能將脂肪類物質(zhì)分解的耐冷菌。因這種耐冷菌能在低溫之下降解脂肪，這導(dǎo)致了環(huán)境工程的相關(guān)人員收到了一定的啟發(fā)，并成功的將這項技術(shù)應(yīng)用到低溫處理屠宰場與食品生產(chǎn)非供水，取得了良好的效果。

結(jié)語

總而言之，在地球之中，大部分的生態(tài)環(huán)境的溫度都要低于5℃，而這些環(huán)境之中，往往生存著大量的微生物，這類微生物被統(tǒng)稱為低溫微生物。低溫微生物因長期處于溫度較低的地帶，導(dǎo)致了其出現(xiàn)了某些變化，并進(jìn)化出了較為成熟的適冷機(jī)制。它們能夠維持自然環(huán)境中的循環(huán)工作，是地球生物圈的一個重要組成部分。然而，這種微生物不僅僅能夠影響整個的自然生態(tài)變化，并且能在環(huán)境的工作之中發(fā)揮出更多的作用，例如處理廢水與石油污染等情況。但是，截至目前為止，相關(guān)人員僅僅發(fā)現(xiàn)了一小部分低溫微生物，并且，還少了非常多的理論研究。這些年來，越來越多的學(xué)者注意到低溫微生物，并對其進(jìn)行了較多的試驗，但實際的案例卻并沒有幾個。但是，隨著研究的深入，低溫微生物的應(yīng)用領(lǐng)域會越來越多，為環(huán)境工程帶來更多的便利。

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